速度梯度

来源:百科故事网 时间:2020-12-19 属于: 机械设计

    速度梯度,指流体在两界面之间流动时,由于材料之间摩擦力的存在,使流体内部与流体和界面接触处的流动速度发生差别,产生一个渐变的速度场,称为速度梯度,或称切速率、剪切速率。

定义

    速度梯度是理性力学中一个有关变形的时间的量,它定义为:速度梯度 title=式中速度梯度L是二阶张量;速度梯度 title=表示把相对变形梯度Ft(速度梯度 title=)对 速度梯度 title=
进行一次微分并令速度梯度 title==t; 速度梯度 title= 是梯度算符;υ是速度。把速度梯度进行加法分解(见张量),则L=D+W    式中D和W为L的对称部分和反称部分,它们分别称为变形速率张量和转动速率张量。写成分量形式则为:速度梯度 title=    在理性力学中,研究n阶错综度里夫林-埃里克森流体 (见里夫林-埃里克森张量)要用到n阶速度梯度的概念。把上面定义的速度梯度L看为一阶速度梯度,即速度梯度 title=,则n阶速度梯度可以写成:速度梯度 title=它表示把相对变形梯度Ft(速度梯度 title=)对 速度梯度 title= 进行n次微分并令速度梯度 title==t的结果。    从物理上看,当流体在两界面之间流动时,由于材料之间摩擦力的存在,使流体内部与流体和界面接触处的流动速度发生差别,产生一个渐变的速度场,即为速度n度,或称剪切速率。速度梯度速度梯度

关系

    速度梯度的大小与流体内部分子结构、界面作用力及温度、速度等有关。当在流体中具有速度梯度时,流速大的流体具有加速与之接近的流速慢的流体的力(或流速小的流体具有减速与之接近的流l快的流体的力),即产生了黏性力,该力随速度梯度的加大而增大,而且流速不同的两流层接触面积越大这个力越大。